DE599913C - Thermostatische Heizvorrichtung fuer Refraktometer, Mikroskope und aehnliche Instrumente - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM ti. JULI 1934

REiCHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 h GRUPPE 1312

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. September 1928 ab

Bei wissenschaftlichen, besonders physikalischen Untersuchungen ist es vielfach notwendig, die Instrumente oder Teile derselben genau auf einer bestimmten gleichbleibenden Temperatur zu halten, so z. B. bei Refraktometeruntersuchungen die zur Aufnahme der flüssigen oder halbflüssigen Stoffe dienenden Prismen. Es ist bereits bekannt, zu diesem oder ähnlichen Zwecken thermostatische Heizvorrichtungen zu verwenden, bei denen ein von einer Pumpe in Umlauf gesetzter Flüssigkeitsstrom mit Hilfe eines Kontaktthermometers und mit Hilfe elektrischer Heizkörper in einem von ihm durchströmten Sammel- oder Heizgefäß auf die Solltemperatur geheizt wird. Die Genauigkeit und Empfindlichkeit der bekannten Vorrichtungen dieser Art reicht jedoch vielfach nicht aus oder läßt zu wünschen übrig, wenn

ao es, wie bei genauen Refraktometeruntersuchungen, darauf ankommt, selbst kleinste Temperaturschwankungen zu verhindern. Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Erhöhung der Genauigkeit und der Gleichmäßigkeit der Temperierung der Heizflüssigkeit zu bewirken, und zwar dadurch, daß das Thermometergefäß des Kontaktthermometers und die Rohre, in denen die elektrischen Heizkörper angeordnet sind, so ausgebildet und angeordnet werden, daß sie sich innerhalb des Sammel- oder Heizgefäßes über die ganze von dem Flüssigkeitsstrom durchströmte Länge erstrecken. Hierdurch wird in einfacher und sicherer Weise dafür Sorge getragen, daß sowohl die Wärmezufuhr als auch die Temperaturmessung über einem möglichst großen Raum erfolgt und demnach die das Sammelgefäß durchströmende Heizflüssigkeit gleichmäßig auf die Solltemperatur erwärmt wird.

Zwischen dem Thermometergefäß und der Kontaktvorrichtung wird zweckmäßig ein auf die Verbindung des Thermometergefäßes mit der Außenluft einstellbarer Dreiwegehahn angeordnet. Das Thermometergefäß kann dann durch diesen Hahn so lange mit der Außenluft verbunden werden, bis die Heizflüssigkeit nahezu die Solltemperatur erreicht hat, worauf' dann das Thermometergefäß gegen die umgebende Außenluft abgeschlossen und auf ein zur Regulierung vorgesehenes Manometer geschaltet wird. Dadurch wird der für die Empfindlichkeit und Genauigkeit wesentliche Vorteil erzielt, daß die Regulierung der Heizung — welches auch die gewünschte Temperatur sein mag — stets bei möglichst geringem Druckunterschied erfolgen kann.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung.

Eine durch einen Motor 12 angetriebene Zentrifugalpumpe 8 treibt die Heizflüssigkeit in ständigem Kreislauf über die Leitung 9 in ein Heiz- oder Sammelgefäß 1 und von dort durch die Leitungen io, 11 nach den auf konstanter Temperatur zu haltenden Instrumententeilen, beispielsweise den hohlwandigen

Prismenfassungen eines Refraktometers. Das Heizgefäß ι ist in seiner ganzen Länge von Heizrohren 2 durchsetzt, in welche Heizlampen 3 eingefügt sind. Die Speisung der Lampen erfolgt durch eine Stromquelle 4, die über einen Ouecksilberausschalter 5, 6 durch die Leitungen 7 mit den Lampen verbunden ist. Zur besseren Verteilung des in das Heizgefäß hineinfließenden Wassers mündet die Leitung 9 in ein Verteilungsrohr 13, welches über seine ganze Länge mit Durchtrittsöffnungen versehen ist. In das Heizgefäß 1 ist ein Thermometer 14 eingesetzt, an welchem man die jeweilige Temperatur der in dem Gefäß befindlichen Flüssigkeit ablesen kann.

Die Regelvorrichtung besteht nun aus einem oder mehreren in das Heizgefäß eingesetzten Rohren oder Behältern 15, welche sich annähernd über die ganze Länge des Gefäßes erstrecken und mit einem geeigneten Gas, vorzugsweise Luft, gefüllt sind. Das durch die Rohre oder Behälter gebildete Thermometergefäß ist vollkommen abgeschlossen und steht nur durch eine Leitung 16 über einen Dreiwegehahn 17 mit einem Manometer 18 in Verbindung. Der Dreiwegehahn ist so eingerichtet, daß man das Rohr 16 mit dem Rohr i6^a oder mit einem nach der Außenluft führenden Stutzen 19 verbinden kann. Die beiden Enden des Manometers 18 sind durch Leitungen 20 über eine elektrische Stromquelle 21 an einen Elektromagneten 22 angeschlossen. Dem Kern dieses Elektromagneten gegenüber liegt ein Anker 23, der an den Schwinghebel 5 des Quecksilberausschalters 6 befestigt ist. Die Spitze 24 dieses Schwinghebels kann in das mit Quecksilber gefüllte Näpfchen 6 eintauchen und wird bei Erregung des Elektromagneten 22 aus dem Ouecksilbernäpfchen herausgezogen.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist demnach folgende:

Durch Anstellen des Motors 12 wird die zu beheizende Flüssigkeit beständig von dem Heizgefäß 1 nach dem auf konstanter Temperatur zu haltenden Instrument hin- und zurückgetrieben und die Heizung durch Einschalten der Heizlampen 3 in Tätigkeit gesetzt. Die Spitze 24 taucht dabei in das Ouecksilbernäpfchen 6 ein. Der Dreiwegehahn 17 wird in eine solche Stellung gebracht, daß das Rohr 16 mit dem nach der Außenluft führenden Rohrstutzen 19 in Verbindung ist. Die Heizung erfolgt nunmehr so lange, bis das Thermometer 14 nahezu die. gewünschte Temperatur anzeigt. In diesem Augenblick wird der Dreiwegehahn 17 uingestellt, so daß die Rohre 16 und i6^a miteinander in Verbindung stehen. Steigt nun die Temperatur weiter, so wird eine Druckerhöhung in dem Thermometergefäß 15 erfolgen, und diese wird auf das Manometer 18 einwirken, wobei das Quecksilber in dem rechten Schenkel hochgetrieben wird, so daß der Stromkreis 20, 21, 22 geschlossen, der Elektromagnet erregt und dadurch der Schalter 5, 6 ausgeschaltet, wird. Die Heizlampen 3 kommen dadurch außer Tätigkeit, bis durch Sinken der Temperatur um ein entsprechendes Maß der Stromkreis 20, 21, 22 an dem Manometer wieder unterbrochen wird, so daß der Hebel 5 frei wird und der Heizstromkreis wieder geschlossen werden kann. Bei steigender Temperatur wiederholt sich das Spiel, so daß die Flüssigkeit in dem Heizgefäß 1 auf genau gleichbleibender Temperatur gehalten und daher die betreffenden Instrumententeile dauernd von Flüssigkeit gleichbleibender Temperatur umspült werden.

Um die Höhe des Ouecksilberfadens in dem rechten Schenkel des Manometers so einstellen zu können, daß das Berühren des Quecksilbers mit dem Kontaktdraht 25 genau bei der gewünschten Temperatur erfolgt, ist in dem rechten Schenkel des Manometers eine einstellbare Rolle 24 eingeschaltet.

Durch die Einstellung einerseits des Quecksilberfadens und andererseits durch Wahl des Zeitpunktes, in dem der Dreiwegehahn 17 umgestellt wird, kann man erzielen, daß die Temperaturregulierung stets bei geringsten Druckunterschieden an dem Manometer 18 in Tätigkeit tritt. Infolgedessen kann bei jeder gewünschten Temperatur die gleiche äußerste Empfindlichkeit erreicht werden.

Um das zu temperierende Instrument nötigenfalls auch auf einer Temperatur halten zu können, die unterhalb der Temperatur der Umgebung liegt, ist in das Heizgefäß ι eine Kühlvorrichtung eingesetzt. Diese besteht beispielsweise aus zwei ineitiandergesteckten Rohren 27 und 28. Die Kühlflüssigkeit wird durch das Rohr 28 zugeführt, fließt am Ende dieses Rohres aus und gelangt in das äußere Rohr 27, aus dem sie dann abfließt. Man kühlt durch diese Vorrichtung die Flüssigkeit in dem Heizgefäß zunächst so weit, bis das Thermometer 14 eine Temperatur zeigt, die etwas tiefer liegt als die gewünschte. Alsdann wird der Dreiwegehahn 17 umgeschaltet und nunmehr in der oben beschriebenen Weise die Heizung der zuströmenden Flüssigkeit durch die Heizlampen 3 bewirkt. j

Natürlich ist die Ausbildung des Tempnraturgefäßes 15 eine beliebige, ebenso auch die Ausbildung des Manometers sowie der sonstigen Einzelheiten der Einrichtung. Wesentlich ist, daß das Thermometergefäß

und die Heizröhre sich innerhalb des Heizgefäßes über die ganze von dem Flüssigkeitsstrom durchströmte Länge erstrecken, so daß eine ungleichmäßige Erwärmung der Heizflüssigkeit vermieden wird.

An Stelle der vollkommenen Unterbrechung oder vollkommenen Wiedereinschaltung der Heizlampen durch den Schalter 5,6 kann auch eine Drosselvorrichtung ίο treten, indem z. B. durch den Elektromagneten 22 ein Kontakthebel an einem Widerstand entlang bewegt oder nur ein Teil der wärmezuführenden Körper ein- und ausgeschaltet wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Thermostatische Heizvorrichtung für

   Refraktometer, Mikroskope und ähnliche Instrumente mit einem von einer Pumpe in Umlauf gesetzten Flüssigkeitsstrom, der mit Hilfe eines Kontaktthermometers und mit Hilfe elektrischer Heizkörper in einem von ihm durchströmten Sammeloder Heizgefäß auf die Solltemperatur geheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Thermometergefäß (15) des als Kontaktthermometer dienenden Gasthermometers (15, 16, 17, 18) und die Rohre, in denen die elektrischen Heizkörper angeordnet sind, innerhalb des Sammel- oder Heizgefäßes über die ganze von dem Flüssigkeitsstrom durchströmte Länge erstrecken.
2. 2. Thermometrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Thermometergefäß und der Kontaktvorrichtung ein auf die Verbindung des Thermometergefäßes mit der Außenluft einstellbarer Dreiwegehahn (17) angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen